ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Продувание в восходящем потоке из "Основы анализа дисперсного состава промышленных полей и измельченных деталей Издание 2" При анализе дисперсного состава пыли аэродинамические методы имеют преимущество перед гидродинамическими в том отношении, что получаемые характеристики основаны на поведении частиц в воздушной среде. Это обстоятельство с точки зрения техники обеспыливания воздуха является весьма важным. [c.184] Первые попытки применения этих методов для разделения на фракции полидисперсных измельченных материалов были предприняты еще 100 лет тому назад [122]. [c.184] Одной из таких попыток является прибор Кашмена [5, 145], -схема которого аналогична прибору Нобля, применявшемуся для гидродинамических анализов. Он состоит из пяти воронкообразных сосудов, последовательно соединенных трубками. Диаметр каждого последующего сосуда по ходу движения воздуха больше предыдущего. Скорость движения воздуха, соответственно, в каждом последующем сосуде меньше, чем в предыдущем. В первый сосуд вносится около 1 кг анализируемого материала. На дне сосуда расположена спиральная трубка с несколькими отверстиями. Воздух, выходящий из них, приводит материал во взвешенное состояние. Наиболее крупные частицы остаются в первом сосуде, фракции с более мелкими частицами распределяются в последующих сосудах, а самые тонкие частицы выносятся из последнего сосуда наружу. После окончания продувки оставшийся в сосудах материал взвешивается, и по полученным данным вычисляется процентное содержание массы частиц соответствующих фракций в пробе. [c.184] Следует упомянуть также о приборе, предложенном более 50 лет тому назад Пирсоном и Сляем [352]. Он послужил прообразом многих аналогичных поиборов, разработанных в США [353], Англии [89] и Германии [260]. [c.184] Наиболее широкое применение из этого типа устройств в практике дисперсионного. анализа в Советском Союзе и за рубежом нашел прибор Гонеля [260, 261, 393]. В Советском Союзе методика работы на этом приборе и теоретические основы его действия очень подробно были изучены Ромашовым [121, 122]. Схема прибора с вертикальными цилиндрическими воздушными сепараторами, используемого в ЛИОТе с 1936 г., представлена на рис. 6-1. [c.184] Перед началом процесса сепарации в стеклянную насадку,, масса которой известна, вводится навеска анализируемого порощка. Взвешивание производится в насадке с точностью до 0,001 г. В случае содержания в пробе очень крупных частиц ее иногда подвергают просеву через сито с ячейками 63 мк. Если пыль имеет склонность к комкованию, отсевать крупные частицы не рекомен-дуется. К очень тонким пылям, которые трудно взвихрить в насадке, рекомендуется примешивать отвеянные крупные фракции. Они должны иметь в 10 раз большую скорость витания, чем самая грубая фракция в анализируемой пыли. Этот дополнительный порошок — наполнитель — не должен поддаваться истиранию, должен быть чисто провеян, и не влиять на анализируемый порошок ни механически, ни каким-либо другим путем. [c.185] После окончания сепарации первой фракции стеклянную насадку отъединяют, взвещивают и определяют весовую долю отвеянной фракции. Затем насадку присоединяют снова к этому же цилиндру и отдувают следующую фракцию. Для отвеивания фракций с частицами еще более крупных размеров аналогичные продувки производят на сепараторах меньщего диаметра. После окончания каждой продувки до отъединения насадки необходимо дать в течение 5 мин осесть взвещенным частицам, находящимся во внутреннем объеме сепаратора. [c.186] В последнем выпуске указаний УВ1 [244] рекомендуется брать навеску 10 см порошка независимо от насыпной плотности материала Рн. [c.186] Для сепараторов с диаметрами цилиндров 152,5 76,5 и 36,5 мм при Не = 2300 и температуре воздуха 20° С максимальные значения расхода воздуха соответственно равны 250, 125 и 60 дм /мин. [c.187] Наименьший расход воздуха, необходимый для достаточно интенсивного вихрения пробы в насадке, согласно данным Ромашова [121], равен 21—23 см 1сек или 1,25—1,40 дм /мин, что соответствует скорости воздуха в трубке и в кольцевой щели между трубкой и дном насадки 1 м/сек. По другим рекомендациям [244], величина этого расхода не должна быть ниже 30 см /сек. [c.187] Скорость воздушного потока в сечении цилиндра сепаратора, по которой рассчитывается диаметр выносимых частиц, согласно рекомендациям Гонеля [261, 393], принимают равной средней скорости, вычисленной по расходу воздуха. Как известно, при ламинарном режиме течения эпюра скоростей воздуха в сечении трубы имеет вид параболы. При этом максимальная скорость в вершине параболы равна удвоенной средней скорости. Поэтому практически диаметр обдуваемых частиц зависит в большей мере не от средней, а от максимальной скорости воздуха в сепараторе. Исходя из этого обстоятельства, в ЛИОТе и в ряде других институтов расчет размера частиц производят, исходя из максимальной скорости воздуха. [c.187] Для сепаратора с наибольшим диаметром цилиндра 152,5 мм минимальная средняя скорость в его сечении при минимальном расходе воздуха 23 см /сек равна 0,125 см/сек. Скорость, соответствующая максимальным размерам частиц, отдуваемых при этой средней скорости, равна 0,25 см/сек. Диаметр частиц верхней границы фракции рассчитывают, исходя из удвоенного значения средней скорости потока в сечении сепаратора. Так же, как и для ячеек набора сит, для воздушной сепарации установлены ступени скоростей потока для границ отдуваемых фракций. Ромашовым предложены следующие ступени расчетных скоростей 0,25 1,0 4,0 16 см/сек и т. д. Соответствующие этим границам фракций средние скорости в сечении сепараторов принимаются равными 0,125 0,5 2,0 8,0 см/сек и т. д. [c.187] В германских руководящих указаниях [244] для средних расчетных скоростей при максимальном диаметре цилиндра 140 мм и минимальном расходе воздуха 30 см /сек рекомендуются следующие ступени скоростей 0,2 0,4 0,8 1,6 3,2 см/сек и т. д. [c.187] На рис. 6-2 приведены примеры определения диаметра частицы нри рт = 2500 кг/лз при скорости ее витания 2 см1сек и определения скорости витания частицы с диаметром 10 мк при той же плотности ее материала (рт = 2500 кг/м ). [c.188] Длительность продувки пылевой пробы на воздушных сепараторах зависит от ее дисперсного состава и других ее свойств. Для самых тонких фракций она может достигать 8—12 ч, а для полного анализа пыли высокой степени дисперсности — даже 40—48 ч. [c.188] Вопрос О длительности продувки на воздушных сепараторах самый неясный. Поэтому обычно исходят из общего правила — продолжать продувку до тех пор, пока масса отдуваемой за 1 ч пыли не будет составлять менее 1—2% от навески пыли. [c.188] Принятая теоретическая схема предполагала строгое вертикальное движение вверх каждой выносимой частицы и полную независимость движения каждой частицы от других частиц. В действительности же значительное число частиц в своем движении может отклоняться от вертикали или соединяться в агрегаты. Вследствие этих причин частицы, поднявшись на некоторую высоту, могут опуститься обратно до конуса или насадки сепаратора, а затем вновь начать движение вверх. Такое возвратное движение может повторяться многократно. Теоретический учет этого явления очень затруднителен. Поэтому автор полученных аналитических формул заранее полагал необходимым вводить в них эмпирические коэффициенты, которые должны в несколько раз увеличивать теоретическое время продувки заданных фракций. [c.190] Таким образом, не представляется возможным дать четкие указания о продолжительности продувки различных по природе материала и степени дисперсности пылей. Решение этого вопроса в каждом конкретном случае достигается опытным путем. [c.190] Если руководствоваться инструкцией, то продувку заданной фракции следует прекращать, когда убыль в весе достигнет регламентированной величины. Однако очень часто наблюдались случаи, когда это условие не гарантировало окончания процесса от-дува фракции при повторении продувок убыль в весе опять начинала значительно превышать рекомендуемую величину. [c.190] Вернуться к основной статье